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智能指套的结构

时间:2024-01-30 14:21:50  来源:http://www.esdzt.com  作者:admin

一、智能指套的结构

智能指套“皮肤”上的电子电路由黄金导线和超薄硅板制成,集成聚酰亚胺(polyimide)。薄片然后蚀刻成一个网格几何体,并转变成一个硅橡胶薄片,从而塑造成一个手指的精确形状。当用户将手指伸进去之后,内部的柔性电路就会产生各种电子信号,刺激手指上的触控单元,形成各种感觉。研究小组希望有一天能将该设备嵌入到一个智能手套上,使人产生虚幻的感觉,欺骗大脑感觉到质地和温度等。

二、21世纪科技发明知多少

21世纪影响人类生活的五大发明:1、修复手套 2、仿生心脏 3、神经转化 4、神经转化 5、耳朵看世界

21世纪,许多令人惊讶的技术创新将对人类的日常生活产生重大影响。凭借“修复手套”获得2004年度“尤利卡令人鼓舞科学奖”的科学家宣称,科幻小说的预言距离变成现实已经不远了。

●修复手套

“修复手套”是一种植入了能模仿人手生物力学的特殊致动器和传感器的装置。机械手研究实验室设计“修复手套”的目的是为了制造一种具有人工肌肉的“外衣”。这种“外衣”能够帮助人体重新运动。全世界的科学家、程序设计员、发明者都在开发复制、替代人体结构或者帮助人体的创新技术。

●仿生心脏

同位移植人工心脏 CATO 是一种能全面模仿人类心脏的装置,由血液室 心室 、阀 瓣膜 以及能把血液吸入肺动脉和主动脉的特殊致动装置组成。

科学家面临的最大挑战是要把包括电源在内的人工心脏装置移植到心脏通常所处位置的有限空间内。科学家曾经拿母牛做实验,并获得巨大成功,这也为他成功给同位移植人工心脏申请专利创造了有利条件。

●神经转化

一位澳大利亚程序设计员开发出一套系统。根据这套系统,遭受肌萎缩性侧索硬化疾病折磨的人今后可以不再受到自身残疾的限制,只要通过神经信号的提示便能与别人沟通。另一位科学家开发出一种新型的人机联结界面:一个人可以利用皮肤表面电极接收神经信号,然后在经过人工智能分析后,便能够达到交流的目的。两位科学家合作后,这套系统被称为神经转化技术。

●耳朵看世界

莱斯利·凯博士设计出一种声纳装置,这种装置能释放出超声波,还能发现其他物体和障碍物发出的反射。数据接着被转化成一连串能够听到的声音,这些声音在频率上与远处物体发出的声音相对应。经过少许的培训,人类大脑似乎能下意识地将这些声音转化为空间想像。

这项技术赢得了1998年度世界通信创新奖,如今全世界的盲人将利用这项技术自信地行走在他们不熟悉的区域。

●人造肌肉

研究人造肌肉的工作始于上个世纪40年代,但只是在最近的10年里才取得了较大发展,因为世界范围内的研究中心研制出了特种聚合体和智能材料。未来人类很有可能看到世界上最强壮的人和最强大的仿生胳膊进行较量。

未来科技预测

时间旅行和量子隐形传态(teleportation)现在仍然是不可能的事情。我们可能需要几个世纪才能掌握这些技术。但在未来的几十年中,我们将能够理解暗物质,也许还能测试弦理论,发现存在生命的行星。我们或许还能创造第二大脑(Brain 2.0),这样我们就可以将我们的意识保存在磁盘上,以使它在我们死后继续存在。”

“我认为,在未来几年里,我们将发明脑起搏器,它能刺激老年痴呆症患者的大脑,唤起他们的一些记忆。这些患者将能记起他们是谁,他们住在什么地方。也许,未来的互联网将成为一个具有情感和回忆的大脑网络(brain-net)。

“20世纪是物理学的世纪,计算机、电视、收音机、GPS和互联网等相继被创造出来。物理学已经可以被用来探测生命领域。所以我认为,21世纪将是物理学和生物学的世纪。因此,未来属于纳米技术、生物技术、人工智能和量子物理学。”

人与电脑相爱

“我还没有看过《她》(Her)这部电影。但是,我认为,人与电脑相爱只是一个时间问题。今天,我们仍然很容易判断我们是否在同一台电脑说话。电脑没有自我意识,不能很好地掌握常识。但是,这是一个技术性的问题。所以我认为,在未来几十年中,我们将有一些喜欢‘她’。”

殖民其他星球

“我和卡尔•萨根(Carl Sagan)都认为,我们最终应该成为另外一个星球上的物种。生命弥足珍贵,不能仅仅存活于一个星球。但我认为,我们应该探索新的技术,以降低太空旅行的成本。助推火箭太昂贵,也许我们应该考虑激光/微波驱动的火箭或太空电梯。在此之前,太空探索的成本会限制我们探索宇宙的能力。

“科幻小说作家太乐观了,我认为在太空建立殖民地将需要更长的时间。将一磅重的东西送到近地轨道上,成本达到1万美元。将一个人送上月球,成本约为每磅10万美元,如果要将人送上火星,成本是每磅100万美元。”

宇宙的诞生

“现在的理论认为,时间并非开始于宇宙大爆炸。在大爆炸之前,存在一个多元宇宙。按照宇宙膨胀理论和弦理论,在宇宙大爆炸之前存在着多个宇宙。这些宇宙是在气泡互相冲撞并分裂成更小的气泡时形成的。”

三、智能假肢的概念是什么?在线等!

C-Leg®智能仿生腿—世界上首例应用“人工智能”科学的仿生智能假肢

2006年5月在德国莱比锡国际展览会上的亮相的新版C-Leg®智能仿生腿采用了人工智能科学的原理,应用整合计算机科学,仿生学,力学,机械学等一系列相关学科的内容,不仅可以实现普通假肢代偿下肢站立行走的功能,保证行走的稳定性、安全性和动态性能,而且,由于“人工智能”科学原理的应用,它突破了机械产品的局限性,具有“思考”和反馈的功能,可以更好地配合人体的功能需求,就象截肢者原有的肢体从新生长出来一样。

一、C-Leg®为什么被称为“智能”假肢

人工智能学科是上个世纪中叶兴起的学科,经过半个多世纪的发展实践,已经取得了长足的进展并且在广泛的领域进行了实践应用。人工智能的目的就是让各种各样的机器象人一样思考,具有“智慧”,模仿人类大脑的功能指挥操纵身体的其他器官,作到“知行”合一。

C-Leg®智能仿生腿就是采用这样的科学原理,在假肢膝关节系统中组合了模仿人脑指挥身体器官行动的必要模块,使该膝关节具有“感知外界环境变化的能力”,“分析判断现实情况的能力”,“操纵其他器官的能力”,“反馈操纵结果的能力”,充分模仿了人类感觉器官采集信息,大脑分析归纳整理信息,肢体服从大脑指令进行行动的能力,使该膝关节可以迅速感知地面状态,行走速度,并且实时作出调整以适应路面状况和行走要求。

二、C-Leg® 的“智能”到什么程度

人的眼睛在物体突然出现的时候,要花0.05秒才可以看清物体的轮廓;而C-Leg®智能仿生腿的膝角度传感器和踝关节力矩传感器就是该膝关节的感官系统,它们以每秒50次的速度采集指挥行走系统的信息,相当于每0.02秒采集一次信息。

中央微处理器相当于人脑,实时接受以这样的速度采集的信息,并根据这些数据判断假肢小腿摆动的速度和位置,以及从假脚足跟触地到前脚掌负重蹬离地面时的扭力和支撑状态,分析关节需要作出的反应,并将指令传达给C-Leg®内部的伺伏电机。

伺伏电机宛如神经系统,可调节液压缸内的液压阀以便在适当的时候提供适当的阻尼,实时改变小腿摆动的速度,保证膝关节在站立行走过程中的稳定和安全。

液压缸协同其他部件模仿肢体活动,根据伺伏电机下达的阻尼大小的命令指挥调整关节摆动的速度以确保其运动可以根据步幅和步频进行动态的控制;同时安装在连接管内的力矩传感器收集的数据确保站立时的关节阻尼调节随时适应关节的状态,保证假肢在整个行走站立过程中最大限度的稳定性和安全性。

长效锂电池提供生命的动力,电能可以重复充满,一次冲满电的使用时间大约为40到45个小时, 如果使用者忘了充电,在电池电量即将耗尽的时候,智能仿生腿会以震动或蜂鸣的方式报警,断电时关节会自动转换到安全模式直到重新充电,充电方式非常方便。

整个这套体系的功能不管快行还是慢走、不论是活动还是静止都在进行。C-Leg®智能仿生腿监测行走的每一步,会综合考虑所有测量数据的方方面面以适应任何一种情况,然后连续不断地回应使用者的需求。这就意味着不论是走楼梯、上下斜坡,还是应对不同的路况,使用者不用再集中精力控制假肢,而能节省体力和精力做自己想做的事。

如此卓越的功能使C-Leg® 智能仿生腿诞生至今已经获得了诸多重要的国际奖项,如“奥地利国家创新奖”(Austrian State Award),“德国设计俱乐部”(Deutscher Designer Club)银奖,以及2006年在日本获得的“卓越设计奖”(Good Design Award)等,这些奖项表明,C-Leg®智能仿生腿是高科技、革新功能和完美设计的结合。

C-Leg®智能仿生腿,是当之无愧的“智能”的假肢,可以帮助截肢者的生活重新焕发光彩。

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